KR20090119733A - 기판 유지 장치 - Google Patents

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KR20090119733A
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캐논 아네르바 가부시키가이샤
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Abstract

기판 유지 장치는 기판을 유지하도록 구성된 기판 유지 기구와, 가열 기구와, 상기 기판 유지 기구와 상기 가열 기구 사이에 서로 접촉하도록 개재되고, 가열 기구에 의해 발생된 열을 기판 유지 기구로 전도시키는 열 전도성 부재를 포함하며, 상기 열 전도성 부재는 기판을 향하여 개방된 리세스부를 가진다.
Figure P1020090042435
기판 유지 장치, 기판, 정전 처킹 판, 열 전도성 시트, 히터 유닛

Description

기판 유지 장치 {SUBSTRATE HOLDING APPARATUS}
본 발명은 기판 온도를 균일하게 제어하는 기판 유지 장치에 관한 것이다.
최근, 반도제 제조 분야에서 집적 밀도가 높아지고 있다. 집적 회로 생산성을 높이기 위하여, 기판 온도는 재현성이 양호하게 정밀하고 균일하게 제어되어야 한다.
예컨대, Al을 미세공 내로 매립하는 스퍼터링에 의한 알루미늄(Al) 박막 성막 시에, 상기 공정은 400℃ 내지 500℃의 온도 범위에서 수행된다. 보이드를 형성하지 않고 상기 온도 범위에서 미세공 내에 Al을 매립하기 위해서는, 정밀하고 균일한 온도 제어가 필요하다.
CVD에 의해 기판 상에 텅스텐(W) 막 또는 질화 티타늄(TiN) 막을 성막할 때, 상기 공정은 300℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 수행된다. 이 경우에도 역시 정밀하고 균일한 온도 제어는 전기 특성 및 막 두께 분포와 같은 박막의 다양한 물성치를 결정하는데 있어서 중요한 인자이다. 기판 직경이 증가할수록, 수율을 유지하고 개선하기 위해서는 기판 온도를 균일하게 하는 것이 더욱 중요하다.
이에 관련된 기술로서, 예컨대, 일본 특허 공개 제2000-299288호는 플라즈마 처리 장치를 개시한다. 이 장치에서, 저항 히터에 의해 가열된 스테이지는 열전도성 시트를 통해 냉각 재킷에 열적으로 연결된다. 스테이지로부터의 열은 냉각 재킷을 통해 챔버 외부로 방산된다. 일본 특허 공개 제2000-299371호는 정전 척과 냉각 베이스 사이에 변형가능한 시트가 제공된 정전 척 장치를 개시한다.
전술된 종래 기술에 따르더라도, 기판 온도를 정밀하고 균일하게 제어하는 것은 어렵다. 특히, 가열 기구를 포함하는 기판 유지 장치에서, 가열시에 열 변형이 발생될 수 있고, 기판 유지 기구, 열 전도성 부재, 및 가열 기구 사이의 부착을 저하시킬 수 있다. 따라서, 기판 온도는 정밀하고 균일하게 유지될 수 없다.
본 발명은 전술된 문제점을 고려하여 이루어졌으며, 기판 온도를 정밀하고 균일하게 제어할 수 있는 기판 유지 장치를 달성한다.
전술된 문제점을 해결하기 위해, 기판을 유지하도록 구성된 기판 유지 기구와, 가열 기구와, 기판 유지 기구와 가열 기구 사이에 서로 접촉하도록 개재되고, 가열 기구에 의해 발생된 열을 기판 유지 기구로 전도시키는 열 전도성 부재를 포함하며, 상기 열 전도성 부재는 기판을 향하여 개방된 리세스부를 가지는 기판 유지 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 기판 유지 기구와 가열 기구 사이에 개재된 열 전도성 부 재는 리세스부를 가진다. 가열 기구가 열적으로 변형하는 경우에도, 가열 기구, 열 전도성 부재, 및 기판 유지 기구 사이의 부착이 유지될 수 있다. 따라서, 기판 온도가 정밀하고 균일하게 제어될 수 있다.
본 발명의 다른 특징은 첨부된 도면을 참조한 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
이하의 명세서에서 본 발명을 실시하기 위한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 명세서에서 설명된 실시예는 본 발명을 구현하기 위한 단순한 예시들이며, 본 발명이 적용되는 장치의 구성 및 다양한 조건에 따라서 필요에 따라 변경 또는 수정되어야 하며, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되지 않는 다는 점을 유념해야 한다.
[장치의 구성]
본 발명의 실시예에 따른 기판 유지 장치(100)의 전체 구성을 도 1을 참조하여 설명할 것이다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판 유지 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 유지 장치(100)는 기판(103)을 유지하기 위한 기판 유지 기구(105), 기판 유지 기구(105) 하방에 배치된 가열 기구(133), 및 기판 유지 기구(105)와 가열 기구(133)의 사이에 개재된 열 전도성 부재(107)를 포함한다.
기판 유지 기구(105)는 기판(103)을 위에 배치시키고 이를 정전기력(인력)으로 처킹함으로써 유지하는 정전 처킹 판(정전 척)을 형성한다. 기판이 배치되는 정전 처킹 판(105)의 상면은 돌출부(105a) 및 리세스 홈(105b)을 가진다. 기판(103)은 정전 처킹 판(105)의 돌출부(105a) 상에 접촉하도록 배치된다. 리세스 홈(105b)은 기판(103)과 정전 처킹 판(105) 사이에 소정의 공간(102)을 형성한다. 가스 채널(125b)과 연통하는 복수의 가스 출구(외부 주연측)(125a)가 정전 처킹 판(105)의 리세스 홈(105b)의 바닥면을 향해 개방된다. 따라서, 불활성 가스(예컨대, Ar)가 기판(103) 내로 공급 및 순환되어, 그 온도를 제어한다. 리세스 홈(105b) 및 가스 채널(125b)은 정전 처킹 판(105)의 외부 주연측 및/또는 중앙에 형성된다.
기판(103)을 지지하고 수직으로 이동시킬 수 있는 리프트 핀(104)이 기판 유지 기구(105) 내에 구성된다. 기판(103)을 운반할 때, 리프트 핀(104)에 의해 상승된 기판(103)을 운반하는 운반 로봇(도시 안됨)이 통과하는 간격이 기판 유지 기구(105) 내에 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 정전 처킹 판(105)은 단극 처킹법을 채용한다. 기판 유지 기구(105)는 디스크형 유전체 판을 형성하고, 단일 전극부(106)와 합체한다. 단극 처킹법에 따르면, 전극부(106)가 소정 전압값을 가지는 양 또는 음의 전압을 수용하도록, 전극부(106)는 컨덕터 로드(도시 안됨)를 경유하여 정전 처킹 DC 전압을 인가해주는 정전 처킹 DC 전원(도시 안됨)에 전기적으로 연결된다. 정전 처킹 판(105)은 세라믹 재료와 같은 유전체 재료로 만들어진다. 전압을 인가하면, 전극부(106)는 정전기력을 발생시켜서 정전 처킹에 의해 기판(103)을 유지한다. 본 실시예에서, 상기 정전 처킹 판(105)의 처킹 방법은 단극법에 한정되는 것이 아니며, 대신에 양극 정전 척에 사용될 수도 있다.
대략 환형 실리카 링 부재(109)가 정전 처킹 판(105)의 외부 측면 둘레로 배치된다. 실리카 링 부재(109)는 실드(111)를 부양된 상태로 설정한다. 또한, 챔버 실드(113)가 실리카 링 부재(109)의 외부 측면 둘레로 배치된다. 부양 포텐셜로서 기능하는 실드(111)는 실리카 링 부재(109)의 상면 상에 형성된다.
시트형 열 전도성 부재(107)(이하의 명세서에서 열 전도성 시트라고 칭함)로서 기능하는 열 전도성 시트가 정전 처킹 판(105)의 하면 상에 접촉하여 장착된다. 가열 기구로서 기능하는 히터 유닛(133)이 열 전도성 시트(107)의 하면 상에 접촉하여 배치된다. 기판(103)을 가열하는 히터(127 및 131)가 히터 유닛(133) 내에 배열된다. 열 전도성 시트(107)는 히터 유닛(133)에 의해 발생된 열을 정전 처킹 판(105)에 효율적으로 전도하는 기능을 가진다.
체결 부재(추후 설명됨)로서 기능하는 판 스프링(112)이 정전 처킹 판(105)의 외부 엣지를 히터 유닛(133)에 고정시킨다.
히터 유닛(133)에서, 기판(103) 측 상의 히터 유닛(133)의 계면 온도를 검출하기 위해 복수의 열전쌍(129)이 히터 유닛(133)의 전체 표면에 걸쳐서 히터(127 및 131)의 상방에 배열된다.
[열 전도성 시트]
이하의 명세서에서 도 2의 (a) 및 (b)를 참조하여 열 전도성 시트(107)의 형상을 상세하게 설명한다. 도 2의 (a)는 본 실시예의 열 전도성 시트를 도시하는 평면도이며, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 선 i-i를 따라서 취한 단면도이다. 도 2 의 (a)에 도시된 바와 같이, 열 전도성 시트(107)는 디스크형 열 전도성 시트(107b)의 상면의 외부 주연부 상에 링형 열 전도성 시트부(107a)를 적층함으로써 형성된다. 따라서, 돌출부(117a)가 열 전도성 시트(107)의 상면의 외부 주연부 상에 형성되고, 리세스(117b)가 열 전도성 시트(107)의 상면의 내부 주연부 상에 형성된다. 열 전도성 시트(107)의 외부 형상은 원형으로 한정되지 않고, 사각형 또는 오각형과 같은 다각형이 될 수도 있다.
링형 열 전도성 시트부(107a)는 탄성 열 전도성 재료로 만들어지는 것이 양호하다. 탄성 열 전도성 재료로서, 예컨대, 카본, 금속(구리, 은, 합금 등)과 같은 높은 열 전도성 재료와 혼합된 고무, 또는 스펀지가 사용될 수 있다.
디스크형 열 전도성 시트(107b)로서, 열전도성 재료로 만들어진 시트형, 판형, 포일형 부재가 사용될 수 있다. 디스크형 열 전도성 시트(107b)로서, 예컨대, 카본 시트, 질화 알루미늄 시트, 카본 함유 고무 시트, 또는 카본 함유 스펀지 시트가 사용될 수 있다. 카본 시트는 흑연을 함유하도록 몰딩에 의해 형성되고, 팽창 흑연을 얻기 위해 산으로 흑연을 처리하고, 팽창 흑연을 시트로 압연함으로써 제조된다.
열 전도성 시트(107)의 돌출부(117a) 및 리세스(117b)는 몰딩에 의해, 또는 접착제 등을 사용한 접착에 의해 일체형으로 형성될 수 있다.
불활성 가스 채널로서 기능하는 가스 채널(125b)이 디스크형 열 전도성 시트(107b)와 링형 열 전도성 시트부(107a)가 적층하는 부분을 통과하여 연장되도록 형성된다.
마찬가지로 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 열 전도성 시트(107)는 그 외부 주연부 상에 돌출부(117a)를 가지고, 그 내부 주연부 상에 리세스(117b)를 가진다. 보다 구체적으로, 열 전도성 시트(107)의 외부 주연부에 있는 돌출부(117a)는 디스크형 열 전도성 시트(107b) 상에 링형 열 전도성 시트부(107a)를 적층함으로써 형성되며, 정전 처킹 판(105)의 하면과 접촉한다. 열 전도성 시트(107)의 내부 주연부에 있는 리세스(117b)는 링형 열 전도성 시트부(107a)를 중첩하지 않으며 정전 처킹 판(105)과 접촉하지 않는 간극을 형성한다.
본 실시예에서, 열 전도성 시트(107)는 단지 기판(103) 및 정전 처킹 판(105)이 원형이기 때문에 원형이며, 장방형 또는 타원형이 될 수 있다.
전술된 바와 같이, 열 전도성 시트(107) 내에 형성된 가스 채널(125b)은 정전 처킹 판(105)의 가스 출구(외부 주연측)(125a)와 연통한다. 도 2의 (b)에서, 열 전도성 시트(107)의 돌출부(117a)는 예컨대, 0.2 mm 내지 0.6 mm의 두께(D1)를 가지는 것이 양호하며, 열 전도성 시트(107)는 예컨대, 2 mm 이하의 전체 두께(D2)를 가지는 것이 양호하다.
[열 전도성 시트의 기능]
열 전도성 시트(107)의 상면의 외부 및 내부 주연부를 각각 돌출부 및 리세스로 형성하는 이유를 도 3의 (a) 및 (b)와, 도 4의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한다. 도 3의 (a)는 비교예로서 열 전도성 시트의 가열되지 않은 상태를 도시한 도면이고, 도 3의 (b)는 비교예로서 열 전도성 시트의 가열된 상태를 도시한 도면이다. 도 4의 (a)는 본 실시에의 열 전도성 시트의 가열되지 않은 상태를 도시한 도 면이고, 도 4의 (b)는 본 실시예의 열 전도성 시트의 가열된 상태를 도시한 도면이다.
도 3의 (a)에 도시된 비교예에서, 열 전도성 시트(107')는 디스크를 형성하며, 전체 표면에 걸쳐서 정전 처킹 판(105)의 하면과 접촉하게 되도록 평탄하다. 본원의 발명자에 의해 수행된 집중적인 연구는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 가열과 비가열 사이의 온도차가 정전 처킹 판(105)과 열 전도성 시트(107')의 접촉 계면 상의 히터 유닛(133)에서의 돌출 열화를 야기한다는 것을 증명하였다. 즉, 히터 유닛(133)의 열 변형이 열 전도성 시트(107')의 외부 주연부 상의 정전 처킹 판(105)과 접촉하지 않는 부분에 남았고, 열은 열 전도성 시트(107')로부터 정전 처킹 판(105)까지 균일하게 전도되지 않았다. 또한, 히터 유닛(133)의 열 변형은 열 전도성 시트(107')의 외부 주연부 내에 형성된 가스 채널(125b)로부터 가스 누출을 야기하였다.
이러한 관점에서, 본 실시예에 따르면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 히터 유닛(133)의 열 변형에 의해 형성된 비접촉부를 보상하기 위해, 열 전도성 시트(107)의 상면의 외부 주연부는 돌출부를 형성하고, 따라서 열 전도성 시트(107)는 전체적으로 오목하게 된다. 따라서, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 히터 유닛(133)이 열을 발생시킬 때라도, 열 전도성 시트(107)의 각각 외부 및 내부 주연부 상의 돌출부(117a) 및 리세스(117b)는 모두 정전 처킹 판(105)과 접촉을 유지하고, 따라서 기판(103)은 균일한 온도 분포를 가진다.
또한, 가스 채널(125b)은 정전 처킹 판(105)과 히터 유닛(133)의 사이에 끼 워진 열 전도성 시트(107)의 외부 주연부 상의 돌출부(117a)를 통과해 연장하도록 형성된다. 이는 열 변형으로 인한 가스 누출을 방지할 수 있다[도 4의 (b) 참조]. 다시 말해서, 열 전도성 시트(107)가 탄성적으로 변형되고, 열 변형이 발생하더라도, 열 전도성 시트(107)의 외부 주연부 상의 돌출부(117a)는 정전 처킹 판(105)의 하면과 접촉을 유지한다.
열 전도성 시트(107)는 항상 2개의 시트, 즉, 디스크형 열 전도성 시트(107b) 및 링형 열 전도성 시트(107a)로 형성될 필요가 없으며, 시트의 내부 주연부 상에 리세스를 가지도록 일체형으로 몰드된 단일 시트 부재로 형성될 수 있다.
도 5는 본 실시예의 정전 처킹 판의 외부 주연부를 히터 유닛에 고정하기 위한 체결 부재를 도시하는 도면이다. 도 6은 본 실시예의 체결 부재를 도시하는 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 탄성 체결 부재가 정전 처킹 판(105)의 외부 주연부 상에 방사상으로 배열된다. 각 체결 부재는 판 스프링(112) 및 나사(114)로 형성된다. 판 스프링(112)의 일 단부는 정전 처킹 판(105)의 외부 엣지를 체결하고, 나사(114)는 판 스프링(112)의 다른 단부를 고정함으로써 정전 처킹 판(105)을 유지한다. 판 스프링(112)은 원주 방향으로 동일한 간격으로 정전 처킹 판(105) 상에 배열되고, 이들 간격은 50 mm 이하인 것이 바람직하다. 이는 정전 처킹 판(105)과 히터 유닛(133)을 보다 밀접하게 부착시키고, 이로 인해 기판(103)의 온도는 보다 균일하게 제어될 수 있다.
전술된 바와 같이, 가스 출구(125a)는 정전 처킹 판(105), 열 전도성 시트부(107a 및 107b), 및 히터 유닛(133)을 통해 연장되며, 기판 유지 장치의 외측으로 연장하는 가스 파이프(125)에 연결된다. 가스 출구(125a)는 240 mm±10 mm의 범위의 P.C.D.(Pitch Circle Diameter)를 가지는 폐쇄 원주 상에 균일하게 배치된다. 인접 가스 출구(125a)와의 사이 간격은 70 mm 이하이다. 가스 출구(125a)의 수는 12 내지 24개이다. 각 가스 출구(125a)는 0.5 mm 내지 1.5 mm의 개구 직경을 가진다.
다시 도 1을 참조하면, 가스 출구(125a)는 공기 작동 밸브(121), 기판 하면 상의 가스 압력을 조정하는 압력 제어 밸브(115) 및 공기 작동 밸브(120)를 상기 순으로 하류측으로부터 경유하여 Ar 가스 공급원(도시 안됨)에 연결된다. 공기 작동 밸브(121)와 공기 작동 밸브(120) 사이의 가스 파이프(126)는 기판 하면 아래 또는 챔버 내의 가스를 배기 제어 밸브(122)를 경유하여 배기하는 배기 펌프(119)에 연결된다.
[다른 실시예]
이하의 명세서에서 도 7의 (a) 및 (b)를 참조하여 다른 실시예에 따른 열 전도성 시트를 설명한다. 도 7의 (a)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열 전도성 시트를 도시하는 평면도이며, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)의 선 ii-ii를 따라서 취한 단면도이다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(103), 정전 처킹 판(105) 등이 장방형일 때, 열 전도성 시트(207)가 채용된다. 열 전도성 시트(107)는 장방형 열 전도성 시트부(207b) 상에 프레임형 열 전도성 시트부(207a)를 적층함으로써 형성 된다. 프레임형 열 전도성 시트부(207a)는 장방형 열 전도성 시트부(207b)의 중앙을 장방형으로 제거함으로써 형성된다.
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 열 전도성 시트(207)의 단면을 보면, 돌출부(217a) 및 리세스(217b)가 열 전도성 시트(207)의 외부 및 내부 주연부 상에 각각 형성되고, 따라서 열 전도성 시트(207)는 전체적으로 리세스를 가진다. 따라서, 전술된 열 전도성 시트(107)와 동일한 방식으로, 히터 유닛(133)이 열을 발생시킬 때, 열 전도성 시트(207)의 각각 외부 및 내부 주연부 상의 돌출부(217a) 및 리세스(217b)는 모두 정전 처킹 판(105)과 접촉을 유지하고, 따라서 기판(103)은 균일한 온도를 가진다.
또한, 가스 채널(125b)은 정전 처킹 판(105)과 히터 유닛(133)의 사이에 끼워진 열 전도성 시트(207)의 외부 주연부 상의 돌출부(217a)를 통과해 연장하도록 형성된다. 이는 마찬가지로 열 변형으로 인한 가스 누출을 방지할 수 있다.
전술된 각각의 실시예에 따르면, 각각의 열 전도성 시트(107 및 207)의 단면 형상은 전체적으로 기판 측을 향해 개방된 리세스를 가진다. 이는 히터 유닛(133)이 열을 발생시킬 때라도, 히터 유닛(133), 열 전도성 시트(107 또는 207), 및 정전 처킹 판(105)을 서로에 대해 밀접한 접촉 상태로 유지시킬 수 있다. 이는 기판(103)의 온도를 정밀하고 균일하게 제어할 수 있게 한다.
가스 채널이 정전 처킹 판(105)과 히터 유닛(133)의 사이에 끼워진 열 전도성 시트(107 또는 207)의 외부 주연부 상의 돌출부(117a 또는 217a) 내에 형성되기 때문에, 기판(103)의 하면으로 공급되는 불활성 가스의 누출이 방지될 수 있다.
[예]
도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 유지 장치를 사용하여 얻어진 기판 온도 분포에 대한 실험 결과를 설명한다.
도 8은 실시예에 따른 기판 유지 장치(200)의 구성을 도시한 도면이다. 이하의 설명에서, 도 1에서와 동일한 구성 부재는 동일한 도면 부호로 지시되고, 반복되는 설명은 생략된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 기판 유지 장치(200)에는, 도 1에 도시된 기판 유지 장치(100)의 것과 동일한 가스 출구(125a)에 추가적으로 기판(103)의 하면의 중심에 있는 공간(102)과 연통하는 가스 출구(내부 주연측)(123a)가 제공된다. 기판 온도를 검출하는 복수의 열전쌍(101)이 기판(103)의 전체 표면 상에 배열된다.
도 9는 조건 A 내지 조건 D에서 본 실시예의 기판 유지 장치(200)의 실험 결과를 도시하는 그래프이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 횡축(A, B, C, D)은 기판 유지 장치(200)의 구성 요소(실험 조건)를 나타낸다. 보다 구체적으로, 각 조건에서, 가스 출구(내부 주연측)(123a)의 수, 가스 출구(외부 주연측)(125a)의 수, 및 통상의 평판 디스크형(평탄) 열 전도성 시트(107')와 리세스형 열 전도성 시트(107) 사이의 선택 중 어느 하나가 변경된다. 종축은 각 조건(A, B, C, D) 각각에 있어서, 열전쌍(101)에 의해 측정된 기판 온도 분포를 나타낸다.
조건 A(비교예)에 따르면, 3개의 가스 출구(내부 주연측)(123a)를 가지고 가스 출구(외부 주연측)(125a)를 가지지 않는 평판 디스크형 열 전도성 시트(107')가 채용된다.
조건 B(비교예)에 따르면, 4개의 가스 출구(내부 주연측)(123a) 및 12개의 가스 출구(외부 주연측)(125a)를 가지는 평판 디스크형 열 전도성 시트(107')가 채용된다.
조건 C(비교예)에 따르면, 가스 출구(내부 주연측)(123a)를 가지지 않고 12개의 가스 출구(외부 주연측)(125a)를 가지는 평판 디스크형 열 전도성 시트(107')가 채용된다.
조건 D(실시예)에 따르면, 가스 출구(내부 주연측)(123a)를 가지지 않고 12개의 가스 출구(외부 주연측)(125a)를 가지는 리세스형 열 전도성 시트(107)가 채용된다.
도 9의 실험 결과에서, 조건 A의 온도 분포는 400℃±8℃, 조건 B에서는 400℃±11℃, 그리고 조건 C에서는 400℃±7.7℃이었다. 반면에, 본 실시예인 조건 D는 가장 균일한 기판 온도 분포(400℃±4.1℃)를 제공하였다.
비교예인 조건 A 및 C가 비교되었다. 불활성 가스 입구 포트의 위치가 내부 주연측에서 외부 주연측으로 변경되었을 때, 온도 분포는 0.3 ℃만큼 개선되었다.
열 전도성 시트의 구조에서만 상이한 각각 비교예 및 실시예인 조건 C와 조건 D에 대하여, 조건 C의 기판 온도 분포는 400℃±7.7℃인 반면에, 조건 D에서는 400℃±4.1℃이었다. 즉, 평판 디스크형 열 전도성 시트 대신 리세스형 내부 주연부를 가지는 열 전도성 시트가 사용될 때 온도 분포는 3.6℃만큼 개선되었다.
상기 실험 결과로부터, 정전 처킹 판(105)과 히터 유닛(133)의 사이에 리세 스형 내부 주연부를 구비한 열 전도성 시트가 개재될 때, 기판 온도 분포의 변동성은 크게 감소된다.
[가스 채널의 구성]
도 10은 도 4의 (a)의 열 전도성 시트(107) 내에 형성된 가스 채널(125b)의 확대도이다. 도 11a는 도 10의 미세 벨로스의 평면도이고, 도 11b는 도 10의 미세 벨로스의 측면도이다. 도 10, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 탄성 부재인 미세 벨로스(140)가 열 전도성 시트(107) 내에 형성된 가스 채널(123b) 또는 가스 채널(125b)의 내벽부 상에 배치된다. 미세 벨로스(140)는 도 10의 높이 방향으로 신장가능한 원통형 금속 벨로스 부재이다. 미세 벨로스(140)는 내화성이 높은 금속, 예컨대 니켈(Ni)을 전착시킴으로써 형성될 수 있다. 미세 벨로스(140)를 형성하는 금속은 내화성 금속으로 한정되지 않으며, 합성 고무, 합성 수지 등이 채용될 수 있다. 만일, 미세 벨로스(140)가 고온에서 사용되어야 한다면, 금속으로 만들어지는 것이 바람직하다.
미세 벨로스(140)는, 함께 적층된 열 전도성 시트부(107a 및 107b)의 전체 두께인 두께(D2) 보다 높이 방향으로 크게 형성된다. 미세 벨로스(140)는 가스 채널(123b 및 125b)의 각각의 내벽부 상에 탄성적으로 변형된(수축된) 상태로 배치된다. 미세 벨로스(140)의 중공부(141)는 히터 유닛(133)이 정전 처킹 판(105)과 연통할 수 있게 하고, 가스 채널(123b 및 125b)의 각각의 부분을 구성한다. 스폿 페이싱 구멍(134)이 미세 벨로스(140)의 단부가 위치된 히터 유닛(133)의 일부에 형성된다. 미세 벨로스(140)의 상기 단부는 코킹에 의해 스폿 페이싱 구멍(134) 내 에 끼워진다.
탄성 부재는 미세 벨로스(140)와 같은 벨로스 부재일 필요는 없고, 원통형 판 스프링 등이 될 수 있다. 탄성 부재는 불활성 가스를 밀봉하기에 충분한 압력을 발생시킬 수 있는 탄성력을 가질 필요가 없고, 히터 유닛(133)과 정전 처킹 판(105) 사이의 간극 내에서 변화[열 전도성 시트(107)의 변형]에 순응할 수 있으면 충분하다. 히터 유닛(133)과 정전 처킹 판(105) 사이의 간격 내의 변화에 보다 양호하게 순응하기 위해서 탄성 부재는 열 전도성 시트(107)보다 작은 탄성 계수를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기판 유지 장치는 스퍼터링 장치, 드라이 에칭 장치, 플라즈마 애셔(asher) 장치, CVD 장치, 또는 액정 디스플레이 제조 장치와 같은 플라즈마 처리 장치의 처리 챔버 내에 배치될 때도 채용될 수 있다.
예시적인 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 예시적인 실시에로 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 이하의 청구범위의 기술 사상의 범위는 모든 변경과 등가 구조 및 기능을 포괄하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 유지 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2의 (a)는 상기 실시예의 열 전도성 시트를 도시한 평면도.
도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 선 i-i를 따라서 취한 단면도.
도 3의 (a)는 비교예로서 열 전도성 시트의 가열되지 않은 상태를 도시한 도면.
도 3의 (b)는 비교예로서 열 전도성 시트의 가열된 상태를 도시한 도면.
도 4의 (a)는 상기 실시예의 열 전도성 시트의 가열되지 않은 상태를 도시하는 도면.
도 4의 (b)는 상기 실시예의 열 전도성 시트의 가열된 상태를 도시하는 도면.
도 5는 상기 실시예의 정전 처킹 판의 외부 주연부의 판 스프링의 배치를 도시한 도면.
도 6은 상기 실시예의 판 스프링을 도시한 단면도.
도 7의 (a)는 일 실시예의 열 전도성 시트를 도시한 평면도.
도 7의 (b)는 도 7의 (a)의 선 ii-ii를 따라서 취한 단면도.
도 8은 일 실시예의 실험에 사용된 기판 유지 장치의 구성을 도시한 도면.
도 9는 각각의 실험 조건 하에서의 기판 온도 분포를 도시한 그래프.
도 10은 도 4의 (a)에 도시된 열 전도성 시트 내에 형성된 가스 채널을 도시한 확대도.
도 11a는 미세 벨로스를 도시한 평면도.
도 11b는 미세 벨로스를 도시한 측면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100:기판 유지 장치
103:기판
105:기판 유지 기구(정전 처킹 판)
107:열 전도성 부재(열 전도성 시트)
133:가열 기구(히터 유닛)

Claims (8)

  1. 기판을 유지하도록 구성된 기판 유지 기구와,
    가열 기구와,
    상기 기판 유지 기구와 상기 가열 기구 사이에 서로 접촉하도록 개재되고, 가열 기구에 의해 발생된 열을 기판 유지 기구로 전도시키는 열 전도성 부재를 포함하며,
    상기 열 전도성 부재는 기판을 향하여 개방된 리세스부를 가지는, 기판 유지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 탄성 체결 부재가 상기 기판 유지 기구의 외부 엣지를 상기 가열 기구에 고정시키는, 기판 유지 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판 유지 기구는 정전기력에 의해 기판을 처킹하고 유지하는, 기판 유지 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열 전도성 부재는, 디스크형 시트부 상에 중앙부를 천공한 링형 시트부를 적층함으로써 형성되며, 외부 주연부 상에 돌출부를 포함하고, 내부 주연부 상에 리세스를 포함하는, 기판 유지 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 열 전도성 부재는, 장방형 시트부 상에 중앙부를 천공한 프레임형 시트부를 적층함으로써 형성되며, 외부 엣지에 돌출부를 포함하고, 중앙부에 리세스를 포함하는, 기판 유지 장치.
  6. 제4항에 있어서, 기판이 배치될 때 기판의 하면에 대하여 공간을 형성하는 리세스 홈이 상기 기판 유지 기구의 상면에 제공되고,
    상기 열 전도성 부재의 외부 주연부 상의 돌출부는 리세스 홈과 연통하며 불활성 가스를 기판의 하면의 하방의 공간에 공급하는 가스 채널을 포함하는, 기판 유지 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 리세스 홈 및 가스 채널은 상기 기판 유지 기구의 외부 주연측 및/또는 중앙부에 형성되는, 기판 유지 장치.
  8. 제6항에 있어서, 신장가능한 탄성 원통형 부재가 가스 채널의 내벽부 상에 형성되는, 기판 유지 장치.
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